ZDM软件在堤防加固设计的应用

18ZDM软件在堤防加固设计中的应用广东省水利电力勘测设计院 张冬明ZDM软件堤防加固模块是在ACAD平台上开发的，可以数十倍地大幅度提高堤防设计效率，可以生成纵、横断面，自动计算断面开挖、回填以及水上水下方的计算。自动生成开挖、填筑占地线。解决了在一个横断面上有多个中心点，多个桩号的工程量的计算。解决了平面、纵、横断面套图框出图的难题。将重复的绘图、工程量计算工作都交由计算机完成。该模块灵活、通用性强，部分功能可以用在渠道等带状水利工程设计中，用户可以举一反三灵活运用。在我院已经广泛应用在中小河流治理堤防设计中。1、堤防加固设计特点由于是旧堤加固，有陡坎，水下部分,平面测量图难于反映真实的地形，因此一般采用测断面的方式进行测量。堤防开挖、填筑材料多样要分类统计。1.）线路基本按原有堤线。2） 分单侧加高加厚和全堤加高、加厚。3） 采用测横断面的方式进行测量，平面地形图测量只做参考。2、对测绘专业需提供资料的要求1）平面图剖切线起点坐标、方位应准确，将高程数字写在线上。标识按最好用桩号方式标注，并放置在单独的层，绘图比例最好按1：1000。设计人员要检查其剖切线的端头起点是否与横断面图左起点一致，并且平面图桩号或编号应横断面一致。2）测量横断面 提供数据文件，数据文件应为一个文件中有多条横断面，数据文件中的桩号应与平面图一致。若提供的是一个断面对应一个数据文件，可采用zdm软件trandm5（断面是桩号）trandm6（断面是编号）命令将一个文件夹中的断面数据合并到一个文件中。数据文件生成的横断面应和提供的横断面图一致 。设计人员应检查断面数据生成的图与提供的图是否一致，如不一致，可用软件getdm命令直接将图转换为数据。横断面数据文件为左起点，平距、高程。数据文件格式如下：11+4200.005.64沙滩5.955.75沙滩10.805.75沙滩16.635.84沙滩.11+5200.006.15沙滩6.316.27沙滩67.906.93草地74.958.68草地80.4110.29草地3 平面堤线、桩号及横断面设计中心点生成1）堤中心线宜定义在堤中间用多段线绘制。圆角处使用cad倒角制作。2）测绘剖切线转换为桩号线步骤：a 使用bzzh命令选择只标注线两端的桩号b 使用getzh1命令可以将剖切线转换为桩号线。使用第1选项转换桩号线，单个一个个转换，将桩号文字指定到剖切起点端头，该选项灵活性好，可适应任何情况。 使用第2选项批量转换桩号线，如果桩号或编号文字是应压线上可以使用该选项批量转换为桩号线，文字放置的端头即为横断面测量的起点。使用第3选项，选择中心线，起点桩号线，要转换的桩号线使用a选项，程序自动将剖切线转换为桩号线。标注出的桩号文字有可能不在剖切的起点，这时可使用 lxzh命令中d选项将线反转使之桩号文字在剖切起点端。软件规定桩号线上的桩号文字端为剖切的起点，也就是横断面线的左起点。对于有多条中心线的如：河道分左、右堤、河中心线应使用第1、2选项进行转换。3）有多条中心线穿越一个桩号的如河道分左、右堤、河中心线，应使用dxmc命令定义中心线名称，河中心线名称中必须要有包含“河”字。4） 初步设置堤顶高程和河中心线高程用 p_bg命令给定堤起点高程，末点高程，或按坡度初步设置堤顶高程或河中心线。5）获取平面中心线关联数据 用getpxbg命令第二选项，可以获得新、旧桩号 ，断面起点至中心线距离 ，中心线处高程数据文件，生成的数据文件格式如下;旧桩号新桩号距测量中心点水平距离设计高程DMY10+000 145.42 168DMY20+200 146.99 187DMY30+400.246 145.413 198如果定义了中心线名称，数据文件中加了中心线名称;旧桩号新桩号距测量中心点水平距离设计高程左堤DMY10+000145.42168DMY20+200146.99187DMY30+400.246145.413198桩号线转换若使用了第3选项，则转化后新旧桩号一样。;旧桩号新桩号距测量中心点水平距离设计高程0+000 0+00078.854 2000+178 0+178123.627 199.6450+594 0+59454.662 198.8110+892 0+89287.61 198.216这样做的结果速度会快些，但新、旧桩号是相同的（若使用单2、3项转换桩号线则会有不同新、旧桩号）。这时我们要将真实的旧桩号号替换数据表中，可以采用如下方法：使用hdmtj命令选择与平面对应的横断面数据文件，可以将数据文件中桩号提出来，再在excel文件中将旧桩号替换成实际的桩号。旧桩号新桩号距测量中心点水平距离设计高程0+000 0+00078.854 2000+100 0+178123.627 199.6450+500 0+59454.662 198.8110+800 0+89287.61 198.216对于一些特殊的情况，如平面测量的剖切线多次穿堤越中心线，程序提出的数据文件中会有相同的旧桩号对应不同的实际桩号，如SY1，SY2两个断面穿越中线两次：;旧桩号新桩号距测量中心点水平距离设计高程SY1 0+247.952 138.002 19.504SY1 0+588.117 369.38 18.824SY2 0+710.102 74.428 18.58SY2 1+053.001 305.871 17.894数据文件中出现两次SY1，SY2对应不同的桩号，这时我们要修改下数据文件将其中一个SY1改为SY11，将SY2改为SY22，另外我们在横断面中也要增加2个断面SY11 SY22,可以将断面数据文件SY1 SY2断面拷贝一段，再将它的断面名改为SY11、SY22就可以了。6) 在断面上生成设计中心点a 使用hddm命令读数据文件生成横断面b 使用hdmpt命令选择数据文件再选择横断面会自动在横断面上生成中心点。对于有多个中心点要导入多次。实现在一条桩号线上有多个桩号。一个横断面有多个中心点程序会在中心点上标识该中心点名称及桩号。7）堤线走向表示用bzzh命令标注线路各个顶点的桩号，再使用zhzb命令生成堤线特征表，该表示各个顶点编号、桩号、坐标、偏转角。4 堤顶高程确定以及纵断面生成堤顶高程是由推算的水面线与原堤顶高程来确定的，可以采用如下方法1） 用getdmbg命令可以提取横断面设计中心点与对应的堤顶高程，数据格式如下：桩号 中心点高程地面高程 11+42026.86626.53411+52026.77926.65711+62026.99326.56611+72026.90726.4842）将水位数据加入到该数据文件列中并修改表头 桩号 新堤顶高程旧堤顶高程 水位11+42026.866 26.534 25.311+52026.779 26.657 -11+62026.993 26.566 -11+72026.907 26.484 25.4水位是线性变化的没有项应加-符号3） 用tzdm命令可以调用生成的数据文件生成纵断面，可以拖动夹点编辑下新堤顶高程，也可以在纵断面上重新画条堤顶线，再用cr命令选择新画的堤顶线，用s选项选图上设计的堤顶线，将数据刷到新画的堤顶线上。在是否将扩展数据赋给选择的线时要用“y”回应。4） 用zdhdpt命令由纵断面修改横断面堤顶高程，这样横断面的堤顶高程就和横断面一致了。5） 用pbg命令可以将堤顶高程的数据取出来生成桩号-高程格式的数据文件。6） 再用p_bg命令调用该数据给平面中心线重新赋高程，这样平面、纵断面、横断面的堤顶高程都一致了。5 横断面上套填筑断面 在图上用多段线绘制堤断面，使用indm命令第3选项选择堤断面，给定插入点，再选择横断面，程序选项3会按设计中心点自动插入到各个断面上并裁剪(对于堤断面上有防浪墙、石路肩等要做成封闭多段线或块或LINE再用qg命令与断面线成组)。对于断面上有多个中心点，要指定插入在那个中心点，再全选断面中心点插入，再重复上面的操作。选项1自动辨别堤顶插入断面，可以没有设计中心点时，程序给定堤顶范围的高差，选择新堤顶的数据文件，数据文件的格式为2列，第一列为桩号、第二列为堤顶高程，中间用空格分隔。可以给定桩号范围的堤顶高程，程序会自动内插求的断面得堤顶高程。按堤顶范围计算出新堤的插入点。这对方案阶段可以不设计平面堤线，用横断面估算工程量，选项6 对于堤侧有特殊要求，如堤面侧有膜带护坡，有子堤，压重、排水沟等程序可以使用桩号-高程数据文件，用户自己制作要插入的断面线，程序自动在堤向水、背水侧按数据文件桩号-高程插入断面线，并自动和原有填筑线拟合。6 插入堤护脚生成清基线用tqjl命令可以插入堤护脚生成清基线，护脚形式为矩形或排水沟，用封闭多段线画在图中，左侧放在左边，右侧放在右边。选择护脚再选断面会插入护脚生成开挖清基线。也可选择单边护脚或无护脚。选择单边护脚应指定堤脚的插入点是左边还是右边。对于断面上有多个中心点，要指定插入在那个中心点，再全选断面中心点插入，再重复上面的操作。护脚7 计算开挖回填量 1）用tkwht命令可以计算出堤的开挖、回填、护坡面积长度。对于断面上有多个中心点，如要指定左堤中心点，再全选断面中心点进行计算，另一侧右侧再重复上面的操作计算算。2）水上水下方的计算有些工程要将水下、水上开挖回填量分类计算，可以使用下列命令a 使用hdsw命令标注水位（使用详见水位标注节）b 使用水下sxkw命令选择已经计算出来的挖、填量，程序会自动将开挖、回填量分出水下开挖、回填。c 使用计算护坡hdhp命令可以由用户给定水位数据文件，自动计算向水侧和背水侧护坡长度。水位数据文件格式如下：桩号 水位0+200 281+200 26断面桩号范围只要在数据文件的桩号范围，程序会自动内插断面水位。8 生成工程量表用calarea命令选择断面面积、长度文字可以生成工程量表对于断面上有多个不同的桩号前缀（既有多个中心点），要选择中心点处桩号，程序按桩号的前缀统计相同前缀处断面的工程量。断面上有多个不同的桩号前缀（既有多个中心点）工程量统计9 单侧加厚加高堤（不需要堤平面中心线）thtl命令可以单侧加高加厚堤，有三个选项由用户选择，将回填线用多段线画在图中，选择回填线，给定清基厚度，再选择横断面，2、3选项程序要求给定加堤顶的数据文件，数据文件的格式为2列，第一列为桩号、第二列为堤顶高程，中间用空格分隔。可以给定桩号范围的堤顶高程，程序会自动内插求的断面的堤顶高程。程序自动将回填线插入断面，自动生成清基线。回填线放置位置应与断面图中一致，再用tkwht命令计算出挖、填面积再使用dmarea生成工程量表。10 生成平面开挖线（占地线）为了计算占地面积可通过横断面的开挖线生成平面开挖线。可使用命令djxsj2，选择横断面，可以生成开挖选择横断面会获得堤脚开挖的数据文件，数据文件格式为：a 按横断面图左起点为基点获得数据;桩号 左X值 | 右X值11+420.00000|163.837191.73011+420.00000|165.170190.33311+520.00000|165.789198.97611+520.00000|167.013197.562a 按横断面图设计中心点为基点获得数据;桩号 左X值 | 右X值11+420.000163.837|191.73011+420.000165.170|190.33311+520.000165.789 |198.97611+520.000167.013|197.562再使用djx命令的缺省项调用该数据文件，选择平面的桩号线程序会自动生成平面开挖线。如果断面和平面是在一张图中可以直接使用横断面生成平面堤顶线、堤脚线、清基线。12 平面占地有红线限制的设计方法 有些工程对平面占地有红线限制，堤防必须在红线范围内，pmdm命令可以将平面的范围表示在横断面上，以便设计人员可以在红线范围内进行设计。13 断面编辑mdm命令可以移动插入堤断面或开挖断面，断面线自动和地面相交裁剪、延伸。并且可计算两条曲线相交的包络挖或填面积。Chpd命令可以批量、单独加马道、排水沟。jl命令可以连接、绘制多段线并保持实体的扩展属性不变。14 横断面标注1）尺寸、坡度、标高、文字标注 hdbz命令可以连续自动标注多个横断面，选取自动全标，可以标注尺寸、坡度，高程、文字。用cbh命令可以调整文字引线标注的位置。用dmfh命令可以标注地面符号。图中标注的左、右护坡文字可用chgtxt命令进行文字替换。2） 水位标注使用hdsw命令读“桩号-水位”数据文件，可以批量标注各个横断面的水位。由于堤防的里程和河中心线里程不同，断面有左、右堤个中心点，水位数据文件的桩号是按河中心桩号取值，如果只有一个中心点需将规划提供的桩号-水位数据换算为提防的桩号-水位数据不能简单内插。数据文件格式如下：桩号 多年平均水位(p=50%) 设计洪水位(p=2%) 11+42025.3 25.811+000 25.15 25.512+60025.1 25.2只要图面上横断面桩号是在数据文件范围内，程序会自动线性内插。数据之间用TAB键或空格分隔。如果是excel文件可以将数据拷贝粘贴到txt文本文件中，一个文件中最多允许3个不同的水位类型。上例是两个不同水位类型。 调入图中后，用户可水平移动到理想的位置。3） 地质层标注a) 用zhjl命令将窗选横断面桩号文字，程序会自动输出到按桩号从小到大排列的数据文件b) 打开地质纵断面图，用dzdm1命令，选高程标尺杆高程文字，给定对应标尺杆点位（要点到标尺杆上，给定桩号线起点位置，和桩号值，选桩号数据文件，程序会自动在图上生成桩号线。c) 使用dzdm2命令，点取桩号线与地质断面线的交点。会弹出对话框，选取或输入该层的土层名称，输入的图层会自动加到列表框中。操作完毕后可输出到数据文件数据文件格式如下：;桩号地质各层标高m#地质类型11+4204.896强分化11+4204.008微风化11+5204.896强分化11+5204.180微风化11+6205.119强分化11+6204.353微风化11+7205.343强分化11+7204.526微风化11+8205.334强分化11+8204.699微风化.d) 使用dzdm命令调用刚生成的数据文件可以批量在横断面上生成地质层，地质填充符号还需人工放上去。15 检查断面Vdm命令选择横断面，可以按桩号由小到大一个个将断面放置到屏幕中间，便于检查和修改。也可以指定要检查的桩号断面将其放置到屏幕中间。16 平面图出图使用zdm软件独特的模型空间图框掩盖